本发明公开了一种多维度的网格空域应用方法，包括管理方法、显示方式、存储模型、数据交换模型和网格空域系统。本发明的所有空域已被网格化或者能够转换成网格空域，能够所述显示方式进行显示，能够所述管理方法进行管理，能够所述存储模型进行存储，能够所述数据交换模型进行数据交换。而且，相应的系统能够集成到其他空域管理系统中，使用本发明所述应用方法中的一个特性或多个特性。
1.一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：包括管理方法、显示方式、存储模型、数据交换模型；
其中，该管理方法为，将被管理范围内的空域在垂直方向上划分成多个层，每层都涵盖一个高度范围，层与层之间紧密相连，每一层的空域用空间索引算法在平面上划分成多个多边形网格，同一级别网格与网格间紧密相连，每个网格即为一个管理单元；
其中，显示方式为，将空域在信息系统中通过网格的形式分层显示，依据使用者所关心的属性信息，采用多种形式组合的显示方式；
其中，存储模型为采用图数据模型对空域进行存储，空域及其属性信息记为一个存储单元，称为节点，空域与空域间的关联关系称为关系，节点和关系包含key/value形式的属性，节点通过关系所定义的关系相连起来，形成关系型网络结构；
其中，数据交换模型为，同一系统或不同系统之间的数据交换提供支持，数据交换模型可作为数据传输的规范，也可以用来定义一个交换数据库的模式，数据交换模型包括元数据和数据。
2.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于，包括网格空域系统，所述网格空域系统包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使用所述系统执行上述网格空域应用方法。
3.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述算法包括Geohash、Google S2、Uber h3和经纬网。
4.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述多边形包括三角形、四边形、六边形。
5.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：垂直方向每个层的高度大小取值方法包括均分、递增、递减、随机和分层定义。
6.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：每个网格具有多种属性，包括资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制。
7.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：网格之间与属性之间存在关联关系，包括一对一、一对多、多对一和多对多。
8.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述网格是指在所述管理方法中的管理单元。
9.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述属性信息是指在所述管理方法中网格具有的属性，包括资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制。
10.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述显示方式包括网格边线、网格填充、网格图标、内容文字。
11.根据权利要求10所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述网格边线显示方式包括边线的颜色、线宽、线形。
12.根据权利要求10所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述网格填充显示方式包括填充的颜色、填充的内容。
13.根据权利要求10所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述网格图标显示方式包括一个或多个图标的组合。
14.根据权利要求10所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述内容文字显示方式包括文字的字体、字形、字号、字颜色、下划线、下划线形、下划线颜色、删除线、删除线形、删除线颜色。
15.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述节点是指网格空域及其所有属性，包括资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制。
16.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述关系是指节点间的所有关系，包括空间关系、时间关系、关联关系。
17.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述元数据是指为描述空域数据而定义的数据，用来描述空域数据属性的信息。
18.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述元数据包括空域数据的版本、空域数据的交换格式、空域数据的数据结构、空域数据的属性及其可选参数。
19.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述数据是指空域数据，一个网格空域由一个或多个空域数据所描述。
20.根据权利要求1所述的一种多维度的网格空域应用方法，其特征在于：所述数据包括空域的资源属性、空间属性、时间属性、服务属性、能力属性、主权属性和限制属性。
一种多维度的网格空域应用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及航空及空间地理领域中空域的应用技术，尤其涉及一种多维度的网格空域应用方法。
背景技术
[0002] 空域是指在地球表面以上可供航空器运行的一定范围的空气空间。空域以空气为介质，是一个空气空间，空气介质决定了航空器的运行原理和运动特点。空域具有一定的空间位置、大小、形状和容量，具有数量的特点。一定的空域，其容量是有限的，随着航空运输的发展，空域成为一种稀缺资源。空域本身是围绕地球的一个连续整体，航空器在技术允许的情况下可以在其中做不间断的连续飞行。
[0003] 空域的属性包括资源属性、空间属性、时间属性、服务属性、能力属性、主权属性和限制属性。
[0004] 空域的资源属性：人类的飞行活动可以获得国防、科技和经济建设等方面的各种利益，空域自然成了人类可以利用的一种资源。
[0005] 空域的空间属性：空域的划分是人们对地面以上三维空间的一种界定，通常是以地域范围作为水平限制，并在垂直方向规定了上限与下限。
[0006] 空域的时间属性：作为一种资源，空域对所有的用户应该是平等的。任何一方对空域的长期占有，都会剥夺其他使用者使用空域的权利。空管当局需要不断适时地调整空域结构，在空域分配使用的时候，必须明确其有效的起止时间。
[0007] 空域的服务属性：在飞行活动可能涉及的任何空域中都必须提供某种程度的空中交通服务，以保障飞行活动安全有序地运行。
[0008] 空域的能力属性：空域的能力属性是指空域通信导航监视的能力属性。为了有效地支持空中交通服务，各种空域中均配备了相应的通信导航和监视设备，这些设备所提供的性能由空中交通需求及相关服务来决定。
[0009] 空域的限制属性：出于政治、经济、军事及空中交通服务等方面的需要，在设置空域的时候，通常还要对将在其中运行的飞行活动附加一些限制条件，如飞行规则、机载设备、飞行方向等。通用航空在飞行时必须遵守这些规则。
发明内容
[0010] 本发明针对现有技术中的不足，提供了一种多维度的网格空域应用方法，将空域网格化，并赋予每个网格空域包括空间、时间、资源、服务等多个维度的属性信息，进一步的将空域及其属性按照网格划分在离散空间里，进一步的网格空域中网格大小按级别设定，一个更高级别的网格表示更大的空间范围，一个更高级别的网格空域可以包含多个更小级别的网格空域，网格空域之间即是关联的，又是独立的。
[0011] 为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种多维度的网格空域应用方法及系统，包括管理方法、显示方式、存储模型、数据交换模型和网格空域系统；
[0012] 其中，管理方法为，将被管理范围内的空域在垂直方向上划分成多个层，每层都涵盖一个高度范围，层与层之间紧密相连，每一层的空域用空间索引算法在平面上划分成多个多边形网格，同一级别网格与网格间紧密相连，每个网格即为一个管理单元；
[0013] 其中，显示方式为，将空域在信息系统中通过网格的形式分层显示，依据使用者所关心的属性信息，采用多种形式组合的显示方式；
[0014] 其中，存储模型为采用图数据模型对空域进行存储，空域及其属性信息记为一个存储单元，称为节点，空域与空域间的关联关系称为关系，节点和关系包含key/value形式的属性，节点通过关系所定义的关系相连起来，形成关系型网络结构；
[0015] 其中，数据交换模型为，同一系统或不同系统之间的数据交换提供支持，数据交换模型可作为数据传输的规范，也可以用来定义一个交换数据库的模式，数据交换模型包括元数据和数据；
[0016] 其中，网格空域系统包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使用所述系统执行上述网格空域应用方法。
[0017] 所述算法包括Geohash、Google S2、Uber h3和经纬网。
[0018] 所述多边形包括三角形、四边形、六边形。
[0019] 垂直面上每个层的高度大小取值方法包括均分、递增、递减、随机和分层定义。
[0020] 每个网格具有多种属性，包括资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制。
[0021] 网格之间与属性之间存在关联关系，包括一对一、一对多、多对一和多对多。
[0022] 所述网格是指在所述管理方法中的管理单元。
[0023] 所述属性信息是指在所述管理方法中网格具有的属性，包括资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制。
[0024] 所述显示方式包括网格边线、网格填充、网格图标、内容文字。
[0025] 所述网格边线显示方式包括边线的颜色、线宽、线形。
[0026] 所述网格填充显示方式包括填充的颜色、填充的内容。
[0027] 所述网格图标显示方式包括一个或多个图标的组合。
[0028] 所述内容文字显示方式包括文字的字体、字形、字号、字颜色、下划线、下划线形、下划线颜色、删除线、删除线形、删除线颜色。
[0029] 所述节点(Nodes)是指网格空域及其所有属性，包括资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制。
[0030] 所述关系(Relationships)是指节点间的所有关系，包括空间关系、时间关系、关联关系。
[0031] 所述元数据是指为描述空域数据而定义的数据，主要用来描述空域数据属性的信息。
[0032] 所述元数据包括空域数据的版本、空域数据的交换格式、空域数据的数据结构、空域数据的属性及其可选参数等。
[0033] 所述数据是指空域数据，一个网格空域由一个或多个空域数据所描述。所述数据包括空域的资源属性、空间属性、时间属性、服务属性、能力属性、主权属性和限制属性。
[0034] 本发明公开了一种多维度的网格空域应用方法及系统的技术方案，在本发明中所有空域已被网格化或者能够转换成网格空域，并且能够以本发明所述显示方式进行显示，并且能够以本发明所述管理方法进行管理，并且能够以本发明所述存储模型进行存储，并且能够以本发明所述数据交换模型进行数据交换。而且，相应的系统能够集成到其他空域管理系统中，使用本发明所述应用方法中的一个特性或多个特性。
附图说明
[0035] 图1是本发明的网格空域示意图。
[0036] 图2是本发明的系统示意图。
[0037] 图3是本发明生成网格空域流程示意图。
[0038] 图4是本发明网格空域显示流程示意图。
[0039] 图5是本发明网格空域存储流程示意图。
[0040] 图6是本发明网格空域数据交换流程示意图。
具体实施方式
[0041] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：如图1至图6所示，一种多维度的网格空域应用方法，包括管理方法、显示方式、存储模型、数据交换模型和网格空域系统。
[0042] 空域的管理方法，包括：将被管理范围内的空域在垂直方向上划分成多个层，每层都涵盖一个高度范围，层与层之间紧密相连，每一层的空域用空间索引算法在平面上划分成多个多边形网格，同一级别网格与网格间紧密相连，每个网格即为一个管理单元。
[0043] 在上述的管理方法中，所述算法包括但不限于Geohash、Google S2、Uber h3、经纬网。
[0044] 在上述的管理方法中，所述多边形包括但不限于三角形、四边形、六边形。
[0045] 在上述的管理方法中，垂直面上每个层的高度大小取值方法包括但不限于均分、递增、递减、随机或分层定义。
[0046] 在上述的管理方法中，每个网格具有多种属性，包括但不限于资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制。
[0047] 在上述的管理方法中，网格之间与属性之间存在某种关联关系，包括但不限于一对一、一对多、多对一和多对多。
[0048] 空域的显示方式，包括：将空域在信息系统中通过网格的形式分层显示，依据使用者所关心的属性信息，采用多种形式组合的显示方式。
[0049] 在上述的显示方式中，所述网格是指在所述管理方法中的管理单元。在上述的显示方式中，所述属性信息是指在所述管理方法中网格具有的属性，包括但不限于资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制。
[0050] 在上述的显示方式中，所述显示方式包括但不限于网格边线、网格填充、网格图标、内容文字。
[0051] 在上述的显示方式中，所述网格边线显示方式包括但不限于边线的颜色、线宽、线形。
[0052] 在上述的显示方式中，所述网格填充显示方式包括但不限于填充的颜色、填充的内容。
[0053] 在上述的显示方式中，所述网格图标显示方式包括但不限于一个或多个图标的组合。
[0054] 在上述的显示方式中，所述内容文字显示方式包括但不限于文字的字体、字形、字号、字颜色、下划线、下划线形、下划线颜色、删除线、删除线形、删除线颜色。
[0055] 一种空域的存储模型，包括：空域及其属性的关系具有多对多的特点，图数据库模型则具有先天优势，本发明采用图数据模型对空域进行存储。空域及其属性信息记为一个存储单元，称为节点(Nodes),空域与空域间的关联关系称为关系(Relationships)。节点(Nodes)和关系(Relationships)包含key/value形式的属性，节点(Nodes)通过关系(Relationships)所定义的关系相连起来，形成关系型网络结构。
[0056] 在上述的存储模型中，所述节点(Nodes)是指网格空域及其所有属性，包括但不限于资源、空间、时间、服务、能力、主权和限制等。
[0057] 在上述的存储模型中，所述关系(Relationships)是指节点间的所有关系，包括但不限于空间关系、时间关系、关联关系等。
[0058] 空域的数据交换模型，包括：空域的数据交换模型是为同一系统或不同系统之间的数据交换提供支持，数据交换模型可作为数据传输的规范，也可以用来定义一个交换数据库的模式，数据交换模型包括元数据和数据。
[0059] 在上述的数据交换模型中，所述元数据是指为描述空域数据而定义的数据，主要用来描述空域数据属性的信息。
[0060] 在上述的数据交换模型中，所述元数据包括但不限于空域数据的版本、空域数据的交换格式、空域数据的数据结构、空域数据的属性及其可选参数等。
[0061] 在上述的数据交换模型中，所述数据是指空域数据，一个网格空域由一个或多个空域数据所描述。
[0062] 在上述的数据交换模型中，所述数据包括但不限于空域的资源属性、空间属性、时间属性、服务属性、能力属性、主权属性和限制属性等。
[0063] 本发明的一种网格空域系统，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使用所述系统执行上述网格空域应用方法。
[0064] 在应用本发明的技术方案时，所有空域已被网格化或者能够转换成网格空域，并且能够以本发明所述显示方式进行显示，并且能够以本发明所述管理方法进行管理，并且能够以本发明所述存储模型进行存储，并且能够以本发明所述数据交换模型进行数据交换。
[0065] 而且，相应的系统能够集成到其他空域管理系统中，使用本发明所述应用方法中的一个特性或多个特性。
[0066] 图1显示了在三维空间中，网格空域的示意图，在水平面和垂直面上用网格表示空域，网格大小可以根据级别变化，每个网格具有多个维度的属性信息，且网格与网格之间在各个属性维度上由多种关联关系，比如黑色区域和白色区域分别具有不同的属性信息。
[0067] 一个简单的网格空域系统可以包括网格空域管理模块、网格空域显示模块、网格空域数据交换模块、网格空域存储模块及其他配套软硬件设备，如图2所示。系统将普通空域数据通过计算转换为网格空域，并对每个网格多个维度的属性进行赋值，网格空域转换过程、属性维度以以本发明管理方法所述，赋值后的多维网格空域由网格空域管理模块统一管理。网格空域数据可以加载到网格空域显示模块，按照本发明所描述的网格空域显示方式进行显示，用户可以在网格空域显示模块上对网格进行编辑操作，将结果返回到网格空域管理模块。网格空域数据可以通过网格空域存储模块进行持久化，也可以加载存储在数据库中的网格空域数据，网格空域存储模块通过图数据库引擎对数据库进行操作，网格空域数据的存储依据本发明所述的存储模型。网格空域数据可以通过网格空域数据交换模块与本系统或其他系统进行数据交换，网格空域数据交换模块以元数据的定义方式对网格空域数据进行转换，能够将网格空域数据交换到本系统或其他系统，也可以接收本系统或其他系统交换出的网格空域数据。
[0068] 生成网格空域流程的一个例子如图3所示，系统接入普通空域A的数据，先将空域在垂直方向上进行分层，分层方法依据本发明所述，比如空域分为i个层，则空域A转换成空域A1到空域Ai，然后对每一层空域在水平范围内使用空间索引算法分成网格，比如网格分为j行k列，则水平范围内的空域转换成网格空域A11到网格空域Ajk，此时普通空域A则变成i层j行k列的网格空域，网格空域空间变成网格空域A111到网格空域Aijk，然后依次对每个网格的属性信息赋值属性值T，T代表多个属性的值，属性信息参照本发明所述的多维属性空间，由此网格空域变成网格空域A1111到网格空域Aijkt。至此网格空域已经转换完成，以此网格空域可继续接入网格空域显示模块、网格空域存储模块和网格空域数据交换模块。
[0069] 网格空域显示流程的一个例子如图4所示，对于网格空域Aijkt，首先获取该网格空域水平面的网格空域范围Aijk,在显示界面上绘制该区域范围，然后获取该网格空域垂直方向的上下高度Ai,在显示界面上绘制该高度，然后获取该网格空域的属性信息T，依据本发明所述显示方式渲染属性信息，至此一个网格空域显示完成。
[0070] 网格空域存储流程的一个例子如图5所示，对于网格空域Aijkt，首先获取该网格空域及其属性信息，根据网格空域和属性信息计算生成网格空域节点，该节点为数据库的存储对象，然后计算与其他网格的关系并生成关系，这些关系为数据库的存储对象，最后将网格节点和关系存储到图数据库中。
[0071] 网格空域数据交换的一个例子如图6所示，对于网格空域Aijkt，首先获取网格数据的元数据描述，然后依据元数据对该网格空域数据进行转换，生成可交换的网格空域数据，交换数据可以进一步的进行本系统交换和外系统交换。
[0072] 本发明在空中交通管理、空域精细化管理、混合飞行、空间规划和空间分析等多个领域和场景均可使用。
[0073] 本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
